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AS700首飞在即 航空工业特飞所着手总装前期准备工作

2021-05-19 15:40 中国航空新闻网 霍尼韦尔航空航天 专栏

近期,航空工业特飞所研制的AS700载人飞艇引起了社会广泛关注,中国航空报对AS700进行了大篇幅报道。

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AS700 

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近日,从中国特种飞行器研究所(以下简称特飞所)传来快讯,由特飞所自主研制的AS700载人飞艇已陆续完成系统间接口联试、吊舱静力试验、动力推进系统台架验证试验等,取得了多项技术攻关的阶段性重大成果,将于年内实现首飞。

01.飞艇历史简要回顾

1784年,法国罗伯特兄弟制造了一艘人力飞艇,长15.6米,最大直径9.6米,充氢气后可产生1000多公斤的升力。

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 1784年人力飞艇

1852年,法国人亨利-吉法尔成功研制世界上第一艘接近实用的有人可操纵式软式飞艇。

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1952年软式飞艇

1900年,德国人费迪南德·冯·齐伯林制造了世界上第一个实用飞艇:“齐伯林”LZ-l号,它是一个长128米、直径11.73米、形状为雪茄形的硬式飞艇,由铝制框架制成,分为17个舱室,每个舱室中都有一个充满氢气的气囊,容积达11327立方米,总升力可达127千牛,其动力是两台功率为11.8千瓦的活塞式发动机。

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1900年齐柏林飞艇

飞艇发展大致经历以下几个阶段:

第一阶段(1784年~1940年)

飞艇诞生,经历辉煌。这一阶段的技术和用途特点是大型硬式飞艇,主要用于运输,飞艇虽然飞行速度略低,但在航程、载重(客座数)和飞行成本方面都优于飞机,因此飞艇在商业和军事领域得到广泛应用。

第二阶段(1941年~1980年)

经历低潮,几近停滞。飞艇最沉重的打击,来自飞艇艇囊充满的氢气着火燃烧和爆炸事故。至此,航空史上的“辉煌的飞艇时代黯然谢幕。

第三阶段(1981年~2004年)

迎来复苏,理性发展。这一时期,飞艇以软式为主,载重量不大,不以运输为目的,面向一些特定应用场景。

02.现代飞艇特点与用途

现代飞艇在军民用领域有广阔的应用前景。在民用领域,主要应用于超大载荷/超大尺寸货物运输、突发事件或自然灾害下的航空救援、客货运输、航测航拍、应急通信中继及空中广告等。

1990年由特飞所研制的国内第一艘充氦载人软式飞艇试飞成功,从湖北荆门机场飞至北京良乡机场,执行1990年北京亚运会安保工作,填补了我国飞艇工业的空白,为今后更多高性能飞艇的开发奠定了技术和物质基础。

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1990年北京亚运会FK4载人飞艇

2004年雅典奥运会期间应用了一艘Skyship600载人飞艇,该飞艇不但配备了高清照相机,还特别安装了化学武器探测仪,在每天15个小时上空巡逻的过程中,实时将监控数据传至奥运会安保指挥中心,为雅典奥运会的成功举办保驾护航。

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2004年雅典奥运会SKYSHIP600载人飞艇

03.AS700飞艇三大技术简介

AS700载人飞艇,是特飞所根据国内外低空旅游市场需求,依据中国民航局飞艇型号审定要求,按照“一艇多型、系列发展“的设计思路(兼顾可改装成航空探物、反恐维稳、航测航拍、应急救援、海洋环境监测和保护等用途飞艇),研制的一款具有有人/无人驾驶民用载人飞艇。

载人飞艇获得的升力主要来自于净浮力,由其内部填充的氦气来产生,因而相比常规飞行器(来源于气动升力)更加的节能环保。氦气作为一种轻质惰性气体,其在飞艇中的广泛应用显著提升了现代飞艇的安全性。

AS700载人飞艇作为国内首款现代载人飞艇产品,和以往相比,在设计上具有以下三个显著特点:

(一)气囊材料

气囊材料是制备飞艇的关键材料之一。我国对飞艇材料的研究起步较晚,发展相对滞后,气囊材料已成为制约飞艇发展的瓶颈。飞艇气囊材料技术需要研究的内容包括很多方面,除了目前经常提到的性能,如面密度、耐候性、气密性等,其它的性能如热力学性能、材料宽幅和工艺性都会影响到飞艇制造技术的发展。

目前,国内外军民用浮空器气囊材料均采用多层织物薄膜层压复合材料,民品如法国Aerophile公司、英国Lindstrand公司和美国AeroBalloon公司的观光系留气球产品,军品如美国TCOM公司的系留气球、GoodYear公司的飞艇等。

AS700载人飞艇材料选型时,特飞所也选用多层织物薄膜层压复合材料,对其强度指标提出了相应要求,该材料具备耐候、阻气、承力等多种功能,具体复合示意图如下:

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气囊材料结构示意图

(二)复材吊舱及内饰设计

吊舱是载人飞艇的重要承力部件,为工作人员、乘客、发动机、电器设备等提供安装平台,并将载荷传递给气囊。载人飞艇吊舱采用半硬壳式结构设计,在保证整体强度的情况下,以玻璃纤维复合材料为主,有效降低了吊舱结构的重量,配合降噪、隔热设计,大大提升了乘客的乘坐体验感。

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吊舱内饰结构示意图

吊舱从前向后依次划分为:乘员舱(含驾驶舱和乘客舱)和动力燃油舱。乘员舱位于吊舱的前部和中部,主要用以驾驶员驾驶、乘客乘坐以及装载任务设备等;动力燃油舱主要用于布置动力装置、燃油系统、电器设备箱等。

(三)电传飞行操纵与推力矢量转向

该飞艇首次采用民机主流的电传侧杆操纵技术,相比传统机械操纵,具有操纵性好、系统易于布置和维修等特点,此外,通过采用可倾转推进系统设计,实现了矢量推力,能够满足飞艇垂直起降的需求,显著降低了运营场地的限制。

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电传结构示意图

目前,特飞所正着手总装前期准备工作,首飞在即。(文图/郑士文)

责任编辑:实习编辑